電力變壓器引線結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

關(guān)雯繽

摘要：隨著我國(guó)對(duì)電力的需求越來(lái)越高，電壓器在電力傳輸過(guò)程中起到非常重要的作用，是電力系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備。變壓器的使用在電能的經(jīng)濟(jì)傳輸和靈活分配上起到重要的作用，在使用方面具有重要的意義。本文結(jié)合變壓器引線的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，對(duì)變壓器的高壓引線和低壓引線進(jìn)行研究分析，針對(duì)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)和要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：變壓器;引線設(shè)計(jì);高壓引線;低壓引線

引言

在變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，引線一般布置在夾件加強(qiáng)筋、壓釘、上下支板等環(huán)境中，制約了變壓器的絕緣性能，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，由于變壓器引線被擊穿，非常容易啟發(fā)事故。所以，改進(jìn)變壓器引線結(jié)構(gòu)，提高變壓器的穩(wěn)定性，對(duì)提升電力變壓器的安全穩(wěn)定性能具有重要意義。

1變壓器引線的作用分析

（1）對(duì)引線的電氣性能要求，目前變壓器的機(jī)身設(shè)計(jì)越來(lái)越小，在滿足變壓器功能的前提下，應(yīng)該保證引線足夠的電氣強(qiáng)度。

（2）對(duì)引線的機(jī)械強(qiáng)度要求，變壓器制作完成之后，需要運(yùn)輸?shù)礁髯冸娬?，在運(yùn)輸途中由于道路的顛簸，以及在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和短路的動(dòng)力沖擊，要求變壓器的引線具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

（3）對(duì)引線的溫度要求，在變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，以及變壓器的內(nèi)部短路等故障，會(huì)造成變壓器引線部位的溫度迅速上升，要求變壓器引線能夠在高溫狀態(tài)下保證電力傳輸性能。

變壓器的引線結(jié)構(gòu)是變壓器設(shè)計(jì)工作中的重要組成部分，在布置引線的位置都需要支持結(jié)構(gòu)，所以這部分就成為了引線結(jié)構(gòu)的絕緣弱點(diǎn)。變壓器的引線絕緣距離間隙主要包括以下幾種形式：第一是引線與接地部分之間;第二部分是低壓線圈到高壓線圈之間;第三是分接開(kāi)關(guān)與高壓線圈之間。第四是套管下部的帶電部分和油箱、鐵心之間，以及引線沿著支架沿面的放電距離。在引線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮多方面的因素。

2傳統(tǒng)變壓器的引線結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是將均壓球放置在升高座中，一般升高座的直徑為0.7米，保證均壓球附近的環(huán)境良好，場(chǎng)強(qiáng)穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)缺陷，因?yàn)樯咦母叨纫话銥?.5米，為了能夠有效布置聯(lián)氣管，需要提高儲(chǔ)油柜的高度和支撐強(qiáng)度。采用這種方式設(shè)計(jì)的變壓器結(jié)構(gòu)整體不緊湊，變壓器的外形尺寸大，占用空間大，而且還會(huì)浪費(fèi)制造材料。

另外，在電壓器的高電壓一側(cè)需要布置三個(gè)電流互感器，為了方便電流互感器的的安裝調(diào)試，在選擇升高器時(shí)需要謹(jǐn)慎。為了節(jié)約制造成本，提高安裝效率，可以適當(dāng)?shù)奶砑訚B漏點(diǎn)。為了能夠?qū)⒕鶋呵蚺c中部法蘭地電位之間的絕緣距離拉大，需要將升高座提高，導(dǎo)致變壓器的整體高度增加。

對(duì)電力變壓器引線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)之后，引線的結(jié)構(gòu)得到了一定的簡(jiǎn)化，將均壓球的高度降低到變壓器的油箱中，升高座的高度也隨著下降了0.9m，在設(shè)置滲漏點(diǎn)的同時(shí)，升高座成為了主體部分。對(duì)變壓器引線結(jié)構(gòu)改進(jìn)之后，變壓器的整體結(jié)構(gòu)更加的緊密。但是在使用的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，在安裝的過(guò)程中，均壓球與夾件和上梁之間的距離過(guò)近，只能通過(guò)加大油箱尺寸來(lái)保證各個(gè)絕緣點(diǎn)之間的安全距離。

3電力變壓器綜合自動(dòng)引線轉(zhuǎn)接技術(shù)改進(jìn)

在傳統(tǒng)的變壓器引線環(huán)境中，引線的絕緣環(huán)具有三錐結(jié)構(gòu)的二維電場(chǎng)存在，由于在中型以及大型的變壓器的引腳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)基本定型，按照當(dāng)前的電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)不會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)做出較大的變動(dòng)，所以只能對(duì)引腳的布置環(huán)境以及引線的絕緣環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)和加強(qiáng)，這種改進(jìn)要基于組合件現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)方式開(kāi)展研究和攻關(guān)。

以傳統(tǒng)的變壓器結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，我們提出了以下三種假設(shè)：第一，可以在支板的下方設(shè)置壓釘;第二，可以對(duì)筋板式結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使之能夠成為管式結(jié)構(gòu);第三是將變壓器夾件支板的邊緣改進(jìn)成為圓角;第四是將固定作用的角板改進(jìn)成為槽狀結(jié)構(gòu)，將其長(zhǎng)度縮短，使用單個(gè)螺栓進(jìn)行機(jī)械固定。改進(jìn)的這種結(jié)構(gòu)能夠縮短變壓器的外形尺寸，并且可以在很大程度上提高變壓器引線的絕緣性能和絕緣強(qiáng)度。

3.1變壓器油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我國(guó)目前的變壓器油箱設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)主要為梯形頂鐘罩式和平頂鐘罩式，在變壓器內(nèi)部，設(shè)計(jì)了電流互感裝置，因此都相應(yīng)設(shè)計(jì)了升高座。由于油箱的結(jié)構(gòu)不同，所以需要根據(jù)實(shí)際情況，在不同的位置設(shè)置均壓球，與油箱的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)相比，為了找到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在對(duì)比的過(guò)程中，可以忽略變壓器機(jī)身和套管排油的影響。在平頂?shù)挠拖渲蟹胖镁鶋呵?，?huì)受到其他部件的擠壓等影響，由于均壓球附近的電場(chǎng)不均勻，會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。為了滿足變壓器的電氣需求，可以對(duì)油箱的體系進(jìn)行更改，使受到的壓力均衡，拉長(zhǎng)夾緊件之間的絕緣距離。

3.2穿纜載流式結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，電纜需要穿過(guò)銅管套管進(jìn)行使用，將上端的引出線與與接頭連接，將引線的下端與均壓球銅管的另外一端連接。在安裝的過(guò)程中要將接線頭和電纜一起從銅管的下方穿入，再?gòu)纳戏嚼?，使用銷釘固定。根據(jù)套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用以下的設(shè)計(jì)方案：首先保持均壓球和法蘭開(kāi)孔之間的距離保持在0.3m，在法蘭的開(kāi)口處倒半徑為10的圓角，以便于引線的穿入。保持均壓球和穿纜引線緊密配合，保持絕緣厚度為25mm，長(zhǎng)度在105mm以上。

為了避免將電纜穿入銅管之后產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，在穿管之前，可以事先使用皺紋紙進(jìn)行包裹處理。改進(jìn)之后，主要由支板承擔(dān)壓力，這樣可以有效消除引線絕緣環(huán)附近的三維電場(chǎng)。使用這種改進(jìn)之后的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)^緣部件的處理更加合理，在同等的絕緣條件下，可以將引線的位置下移，以達(dá)到降低油箱高度的目的。

3.3引線的連接方式

通過(guò)對(duì)變壓器引線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，提出使用YN接法來(lái)實(shí)現(xiàn)引線的連接，將變壓器三相高壓繞組與高壓套筒互相連接，將高壓繞組的末端和調(diào)壓繞組的出頭，與調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接。在B相油箱中布置載調(diào)壓開(kāi)關(guān)，將A相和C相高壓繞組的末端的引線與B相的調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接。這樣就可以滿足分相運(yùn)輸?shù)囊?。在油箱中?0根引線全部設(shè)計(jì)為可拆式引線，以便于在使用過(guò)程中的拆卸和組裝。在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，較小的絕緣紙管起到支撐架的作用，在防止下垂的同時(shí)，還能起到很好的絕緣作用。使用這種改進(jìn)之后的引線連接方式，使操作更加便捷、結(jié)構(gòu)美觀，能夠滿足引線的絕緣性要求。

4結(jié)束語(yǔ)

在變壓器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，引線的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文通過(guò)對(duì)變壓器的引線結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上提出對(duì)引線結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施，改進(jìn)之后，變壓器的體積會(huì)顯著減小，使用和維護(hù)更加方便，同時(shí)能提高絕緣效果，有效的保證了電力傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈陽(yáng)變壓器研究所.變壓器線圈制造.機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[2]《變壓器手冊(cè)》編寫(xiě)組.電力變壓器手冊(cè).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1990.